EBS 빛의 물리학 6부작

[유토피아]

EBS 빛의 물리학 6부작

1부 빛과 시간 특수상대성이론 (2013.09.23)

2부 빛과 공간 일반상대성이론 (2013.09.24)

3부 빛의 추적자 (2013.09.25)

4부 빛과 원자 (2013.09.30)

5부 빛과 양자 (2013.10.01)

6부 빛과 끈 (2013.10.02)

오랜만에 정말 잘 만들어진 다큐멘터리를 봤다.

"빛의 물리학"은 아인슈타인으로부터 시작한 20세기의 새로운 물리학의 시작을 조명한 것으로서 현대 물리학을 쉽게 설명한 다큐멘터리다.

총 6부작으로 되어있고, 1~2부는 아인슈타인의 특수상대성이론, 일반상대성이론에 대해 설명한다.

3부에서부터 본격적으로 빛의 본질을 설명하면서 갈릴레오, 뉴턴을 통해 성립된 고전물리학과 맥스웰로부터 시작된 전자기파가 빛임을 알게되는 것을 설명한다.

그리고 4~6부는 빛의 본질을 알아내기 위해 수많은 물리학자들이 시행착오를 거치면서 만든 원자, 전자의 모델이 나온다. 그리고 양자역학을 탄생시킨 베르너 하이젠베르크(Heisenberg)도 등장하게 된다.

제5차 솔베이 회의 - 아인슈타인과 보어, 로렌츠, 플랑크, 하이젠베르크, 슈뢰딩거, 드브로이, 보른 , 에렌페스트, 퀴리 등이 보인다.

하이젠베르크의 불확정성의 원리(Uncertainty Principle)는 현대 물리학 및 각종 사회 현상에도 적용되며 많은 영감을 불어넣어주는 중요한 원리다. (심지어 리눅스의 Fedora 20은 릴리즈명이 Heisenbug이다. 하이젠 베르크의 불확정성의 원리에 의해서 발생하는 버그를 말한 신조어다.)

또한 특수상대성, 일반상대성 이론은 많은 과학, 공학에 영감을 주는 중요한 이론이다. 주변의 스마트한 사람들을 보면 상대성 이론에 대해 무지(無知)한 사람을 신뢰하지 않는 사람들도 많다. 어느 공학, 과학 분야든지 깊이 들어가다보면 언젠가는 상대성 이론과 마주하기 때문이 아닐까?

누군가에는 동시(同時)에 발생하는 사건이 누군가에는 동시가 아닐 수 있다는 점. 즉 시간과 이벤트는 절대적이지 않다는 것은 많은 가르침을 주는 화두이기 때문에 이에 대한 고민을 하지 않았다면 깊은 고민을 해본 경험이 없다는 것을 뜻하는 척도라고 생각되기도 한다.

아래 사진은 지상에서 바라본 관찰자에게는 동시에 일어난 번개가 우주선에서 바라볼 때는 시간차를 두고 일어난 사건일 수도 있다는 것을 보여준 예이다.

우리가 보는 번개와 천둥소리도 같은 맥락이다. 번개라는 이벤트는 한 번 발생하지만 그 소리만 관측한다면 번개의 속도(초속 30만킬로)와 소리의 속도(초속 약 340미터)의 차이때문에 번개, 천둥의 두가지의 이벤트를 감지하게 된다. 즉 시각적 측정과 청각적 측정 중 하나만 택해서 관측한다면 오차가 발생할 수 있다. 우리가 아는 모든 시간순서라는 것은 관측 방법, 거리, 차원에 따라서 달라질 수 있다는 중요한 이야기를 해준다.

실제로 컴퓨터 공학에서도 이런 문제 때문에 어떤 시스템을 side effect을 최소화 하기 위한 노력이 행해지고 있다. 자세한 정보를 알려고 모니터링을 촘촘히 할 수록 오히려 시스템은 더 느려지고 오류가 발생할 소지도 생기는 것이 바로 그것이다.

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이 다큐멘터리는 복잡한 수식을 사용하지 않고 다양한 그림과 비유, 은유로 설명하기 때문에 전공이 물리학이 아니더라도 쉽게 이해할 수 있다. 심지어 문과 출신이라고 하더라도 이해하는데 어렵지 않을 것이다. 혹시라도 이해가 안간다면 두번, 세번 보기를 권한다.

정말 꼭 봐야 할 유익한 다큐다.

하이젠베르크의 불확정성의 원리